Жити поза мережею означає звільнитися від традиційної електромережі. 

Акумулятори відіграють вирішальну роль, дозволяючи зберігати електроенергію для подальшого використання. Без акумуляторів було б важко жити поза мережею, використовуючи переважно чисту енергію для своїх потреб в електроенергії, оскільки не було б способу накопичувати енергію, вироблену відновлюваними джерелами енергії, такими як сонячна та вітрова енергія. Декілька типів акумуляторів використовуються для життя поза мережею: літій-іонні акумулятори, літій-залізо-фосфатні, свинцево-кислотні та нікель-кадмієві. Кожен тип акумулятора має свої переваги та обмеження. Вибір правильного типу батареї має вирішальне значення для забезпечення надійної автономної системи сонячної енергії.

Літійно-іонні батареї – це тип акумуляторної батареї, який зазвичай використовується в електронних пристроях, таких як ноутбуки та мобільні телефони. Вони також використовуються в багатьох житлових сонячних системах і електромобілях. Однією з головних переваг літій-іонних батарей є їх висока щільність енергії, що означає, що вони можуть накопичувати багато енергії в невеликому просторі. Компактний розмір робить їх хорошим вибором для застосувань, де важливі вага та розмір. Літій-іонні батареї також мають тривалий термін служби, як правило, принаймні п’ять років, а в деяких моделях – до 20. Вони не страждають від «ефекту пам’яті», який впливає на здатність акумулятора заряджатися з часом. Крім того, вони відносно низькі в обслуговуванні. Історично літієві батареї були дорогими у виробництві. Через останній сплеск популярності та широкого використання їх вартість знизилася.

Нещодавні інновації в технології акумуляторів створили новий тип хімії клітин: літій-залізо-фосфатні батареї (широко відомі як LFP або LiFePO4). Акумулятори LFP є в усіх поточних портативних електростанціях, сонячних генераторах і комплектах живлення EcoFlow. Акумулятори LFP – це не те саме, що літій-іонні акумулятори. Літій-іонні батареї традиційно використовують кобальт, але літій-залізо-фосфатні батареї використовують комбінацію фосфату заліза та графіту. Кобальт у літій-іонних батареях електромобілів є токсичним, що робить акумулятори LiFePO4 більш екологічною альтернативою. Крім того, понад 70% світового видобутку кобальту надходить із Демократичної Республіки Конго (ДРК), де видобувається в надзвичайно важких умовах праці та часто з використанням дитячої праці. Акумулятори LFP зазвичай більш ефективні для зберігання, мають довший термін служби та працюють у ширшому діапазоні температур без зниження продуктивності. Акумулятори LiFePO4 (LFP) є найкращим вибором для життя поза мережею. Вони більш ефективні завдяки швидшій зарядці, довшому життєвому циклу та меншому впливу на навколишнє середовище.

Свинцево-кислотні батареї перезаряджаються і використовують свинець і оксид свинцю як електроди та сірчану кислоту як електроліт. Вони поширені в автомобілях, візках для гольфу, човнах тощо. Свинцево-кислотні акумулятори є відносно недорогими та широко доступними, що робить їх економічно ефективним вибором. Крім того, вони можуть витримувати глибокий розряд без пошкодження. З іншого боку, вони важкі, громіздкі та неефективні — і рідко використовуються в сучасних автономних сонячних енергосистемах. Свинцево-кислотні батареї зазвичай вимагають частого обслуговування, наприклад наповнення їх водою. Крім того, свинцево-кислотні акумулятори мають відносно низьку щільність енергії. Вони не можуть зберігати стільки енергії в певному просторі. Варто відзначити кілька поширених варіантів свинцево-кислотних акумуляторів.

Литі свинцево-кислотні акумулятори використовують рідкі електроліти, як правило, суміш сірчаної кислоти та води. Термін «залитий» стосується елементів батареї, наповнених електролітами, які не запечатані всередині батареї. Залиті свинцево-кислотні акумулятори є найпоширенішим типом свинцево-кислотних акумуляторів. Вони відносно недорогі і мають середній термін служби від трьох до п’яти років. Однією з головних переваг залитих свинцево-кислотних акумуляторів є простота обслуговування. Користувачі можуть відкрити батарею, щоб перевірити рівень електроліту та поповнити його за потреби. Однак це означає, що залиті свинцево-кислотні акумулятори потребують регулярного обслуговування. Свинцево-кислотні батареї також можуть виробляти водень, який може бути вибухонебезпечним, якщо він накопичується в закритому просторі.

У гелевих свинцево-кислотних акумуляторах використовується густий желеподібний електроліт, змішаний із силікагелем, який допомагає суспендувати сірчану кислоту та запобігати її розливанню. Гелеві свинцево-кислотні акумулятори дорожчі, ніж залиті свинцево-кислотні, але вони мають ряд переваг. Вони герметичні та не виробляють водень, тому їх безпечніше використовувати в закритих приміщеннях. Вони також не потребують регулярного обслуговування, наприклад, додавання води до елементів для поповнення електроліту. Гелеві свинцево-кислотні батареї добре підходять для застосувань, коли батарею встановлюють у перевернутому або нахиленому положенні, оскільки вони менш схильні до витоку, ніж залиті свинцево-кислотні батареї. Вони також більш стійкі до вібрації та ударів, що робить їх більш придатним вибором свинцевої кислоти для транспортних засобів для відпочинку та човнів. Однак вони не такі енергоємні, як інші типи батарей, тобто не можуть зберігати стільки енергії в певному просторі. Вони також мають відносно високий рівень саморозряду, тому можуть розрядитися, навіть якщо не використовуються.

Нікель-кадмієві (NiCad) акумулятори використовують оксид нікелю та кадмій як електроди та гідроксид калію як електроліт. Вони зазвичай використовуються в портативних електронних пристроях, таких як електроінструменти та бездротові телефони. Нікель-кадмієві батареї добре підходять для застосувань, які вимагають міцного та довговічного джерела живлення, оскільки вони мають тривалий термін служби та стійкі до зловживання. Вони також є хорошим вибором для додатків, де батарея буде використовуватися при низьких температурах, оскільки вони мають відносно низьку швидкість розряду за низьких температур. Однак вони не такі енергоємні, як літій-іонні або LFP батареї, тобто вам знадобиться більше, щоб зберігати ту саму кількість енергії. Вони також схильні до явища «ефекту пам’яті», що означає, що вони «пам’ятають» попередні цикли розряду й не перезаряджаються повністю. Крім того, NiCad батареї містять кадмій, який є токсичним і може завдати шкоди навколишньому середовищу. Цей тип акумуляторів рідко використовується в сонячних системах.

Висновок

Літій-залізофосфат (LFP) є найкращим варіантом для більшості ситуацій поза мережею. Вони мають високу щільність енергії, тобто можуть накопичувати достатню кількість енергії в невеликому просторі. Вони також легкі та мають тривалий термін служби. Крім того, вони не страждають від ефекту пам'яті і не вимагають обслуговування (наприклад, додавання води в клітини). Хоча вони дорожчі, ніж інші типи акумуляторів, їх невеликий розмір, низькі витрати на обслуговування та довгий термін служби роблять їх економічно ефективним вибором. Якщо ви будуєте автономну екосистему розумного дому, вам потрібне ефективне та довговічне рішення. Акумулятори LiFePO4 (LFP) є найкращим вибором для досягнення цих цілей.